一款18W无源PFC的LED照明驱动电源设计方案

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设计特色
       
        1、非常高的效率：82%
       
        2、元件数量少：只需40个元件
       
        3、不需要共模电感就能满足EN55022B对传导EMI要求
       
        4、填谷电路使电源满足IEC61000-3-2 THD限制
       
        5、ON/OFF控制抑制由填谷（THD校正）电路引起的较高工频纹波电压
       
        电路原理图
         
       
       
       
        图1.带无源PFC的LED灯驱动电源原理图
       
        工作方式
       
        图1所示反激式转换器使用了TinySwitch-III系列的一个器件（U2，TNY279PN）给6个高亮度流明LED（LXHL系列）提供高达1.8 A的负载电流。
       
        输出电压比LED串的正向电压降稍低。因此当LED灯串连接到电源时，电源工作在恒流（CC）模式。如果LED串没接到电源，稳压管VR1提供电压反馈，将输出电压调整在13.5 VDC左右。一个100 mW的电阻（R11）检测输出电流，通过一个运放（U1）驱动光耦给U2提供反馈。TinySwitch-III系列器件通过关断或跳过MOSFET开关周期进行稳压。当负载电流达到电流设置阈值时，U1驱动U3导通。U3内的光三极管从U2的EN/UV脚拉出电流，使U2跳过周期。一旦输出电流降到电流设置阈值以下，U1停止驱动U3，U3停止从U2的EN/UV脚拉出电流，开关周期重新使能。TL431（U4）给U1提供一个参考电压，以和R11两端的电压降做比较。
       
        输出整流管（D9）位于变压器（T1）次级绕组的下管脚以降低EMI噪音的产生。RCD箝位（R16、C4和D13）保护MOSFET漏极免受反激电压尖峰的损害。
       
        填谷电路（D5、D6、D7、C15、C16和R15）限制工频电流的3次和5次谐波值，使电源满足IEC61000-3-2规定的总谐波失真（THD）要求。
       
        U2的频率抖动功能、T1内的屏蔽绕组和横跨T1的Y电容（C8）一起减小传导EMI的产生，因此一个简单的pi型滤波（C13、L1、L2和C14）就能使电源满足EN55022B的限制。
       
        设计要点
       
        1、取PI Expert或PI Xls计算的输入电容值，除以2，取整到紧邻的较大标准值来选择C15和C16.
       
        2、使用PI Expert或PI Xls，考虑LED在最大VF情况下电源的最大输出功率。
       
        3、LM358（U1）内有两个运放。确保第二个运放的输入端（5和6脚）连接到次级地。
         
       
       
       
        图2.在不同负载时效率和输入电压的关系，在室温和50 Hz工频下
         
       
       
       
        图3.输入电压（100 V/div）和电流（100 mA/div），显示了填谷电路的作用